武及蘭

核能研究所

摘要

本文係簡介美國輻射彈事故緊急應變之操作型指引初期報告(Preliminary Report on Operational Guidelines Developed for Use in Emergency Preparedness and Response to a Radiological Dispersal Device Incident，以下簡稱操作型指引報告)⁽¹⁾，該報告詳細地介紹操作型指引發展之目的，並說明操作型指引與美國防護行動指引(protective action guides, PAGs)，以及其他指引的關聯。內容包括操作型指引的分類與架構、推導方法等，同時發展了RESRAD-RDD程式，供事故時緊急應變各類指引查詢及評估用。

關鍵字：操作型指引、輻射彈、防護行動指引

操作型指引之目的及應用

輻射彈事故操作型防護行動指引(以下簡稱操作型指引)，係針對輻射彈[註1](radiological dispersal device, RDD)及簡易核子裝置(improvised nuclear device, IND)引發之事故，提供緊急應變之防護行動指引⁽²⁾。符合美國國土安全部(Department of Homeland Security, DHS)與環保署(Environmental Protection Agency, EPA)輻射彈事故的防護行動指引(the EPA PAG Manual; currently EPA 400-R-92-001)⁽³⁾的要求。所謂PAGs是指針對意外事件或輻射物質外釋時，特定防護行動(例如公眾的掩蔽或疏散，限制飲食及飲水等)之參考人的預期輻射劑量(projected dose)；PAGs不是法規限值，亦非「安全」和「不安全」的區分；其作用是在確實了解事故的輻射劑量前，提供公眾與工作人員輻射安全防護的行動指引。表1與表2列出輻射彈緊急應變不同時期的防護行動指引與工作人員指引。

PAGs與緊急工作人員指引採劑量基礎，但實務上量測劑量是有困難的，故需要實際可行的量測作業－即量測不同介質的輻射或濃度；且量測結果與PAGs之間具有推導的關聯性，以利必要之防護行動決策。操作型防護行動指引即是針對此目的而發展，預先推導出不同介質的活度或濃度與PAGs間的關聯性；於輻射彈事故期間量測輻射活度或濃度，藉由量測結果與PAGs建議值比較，可快速決定必要的防護措施。例如，在事故發生的數小時或數天內，可能需要決定公眾緊急疏散或強制移居；關鍵性的公共設施如道路、醫療設施的使用以及水電與排水系統的復原等，亦可能是必要的決策。雖然有些建議值已存在，例如聯邦輻射監測分析中心(Federal Radiological Monitoring and Assessment Center, FRMAC)的導出反應水平(derived response levels, DRLs)，美國食品藥物管理局(U.S. Food and Drug Administration, FDA)發布的導出干預水平(derived intervention levels, DILs)等，但仍需要其他的操作型指引，以處理不同的狀況。

操作型指引係由美國能源部(U.S. Department of Energy, DOE)轄下的操作型指引工作小組(Operational Guidelines Task Group, OGT)，因應美國國會報告House Report 108-076, “Making Emergency Wartime Supplemental Appropriations for the Fiscal Year 2003, and for Other Purposes” 所訂定的。該報告指定美國能源部發展輻射彈事故污染之清理標準。OGT是由不同單位或組織的法規、輻射、核能等專家所組成。操作型指引因應事故的不同時期分為七類；每一類再依不同的特性分為數個子類。操作型指引針對Am-241、Cf-252、Cm-244、Co-60、Cs-137、Ir-192、Po-210、Pu-238、Pu-239、Ra-226及Sr-90等11個核種，訂出不同階段的防護行動與劑量建議值。表3為操作型行動指引分類的彙總表。

表1. RDD及IND事故之防護行動指引

註a：劑量達0.01西弗即應開始採取防護措施，無論採取任何防護措施，其結果都應使大部份公眾的劑量為最小；如果有益，在劑量較低時即應採取掩蔽措施。

b：總有效等效劑量(Total effective dose equivalent, TEDE)為體外劑量和體內劑量之和。

c：提供甲狀腺之放射性碘的防護。

d：約定等效劑量(Committed dose equivalent, CDE)，食品藥物管理局(FDA)理解到，當緊急輻射事故發生時，要實施碘化鉀管制方案，針對不同年齡群組的治療設定不同的甲狀腺輻射劑量限值，就後勤作業而言，是不容易做到的。如果緊急事故的規劃人員確定要這麼做，FDA建議對兒童及成人的碘化鉀的管制，設於最低干預限值(亦即> 0.05 Sv (5侖目)兒童的體內甲狀腺劑量⁽⁴⁾。

e：其他有關輻射藥物預防措施參考資訊，可在下列網站查詢：

• http://www.fda.gov/cder/drugprepare/default.htm
• http:/www.bt.cdc.gov/radiation
• http://www.orau.gov/reacts

 表2.早期緊急工作人員指引^a

註a：事故中期後期，工作人員的標準防護包括職業曝露限值為0.05西弗。

b：計畫的有效等效劑量為體外劑量和體內劑量之和。

c：美國環保署1992年的PAG手冊中聲明：“為搶救生命或避免大多數公眾的曝露，採行之緊急作業造成工作人員劑量超過0.25西弗的情形，發生機率很低”。美國國家輻射防護暨度量委員會(National Council on Radiation Protection and Measurements, NCRP)與國際輻射防護委員會(International Commission on Radiological Protection, ICRP)認為，緊急應變人員有可能在短時間內，身體大部份接受的劑量值超過0.5西弗(NCRP 1993)。如果緊急應變人員為搶救生命而劑量超過0.5西弗時，曝露劑量可能造成的急性與慢性(癌症)風險須詳盡的告知緊急應變人員。

表3.操作型指引分類

操作型指引與其他指引間的關聯前面已提及本報告的操作型指引與聯邦輻射監測分析中心(FRMAC)的導出反應水平(DRLs)完全相關，DRL支持環保署的PAG手冊(EPA 400-R-92-001)的實施。本操作型指引與FRMAC的DRLs的功能相同，但訴求對象不同。

美國國土安全部(DHS)的PAG是將原有之環保署的PAG擴大至RDD與IND事故。雖然主要係針對核電廠意外事故，環保署的PAGs係針對所有的輻射意外事故(accident)與突發事件(incident)而設計的。二份PAGs是相容的，環保署的PAGs更新版已將DHS的PAGs納入，二者已完全相容。

FRMAC的DRLs是針對一般性輻射災難(disaster)而設計的，說明輻射意外早期與中期階段的指引。適用於一般性與大多數的市郊與鄉村。操作型指引是特別針對RDD事故，並強調人口稠密的都市的後中期與晚期，以及郊區和鄉村地區的後期的防護措施。操作型指引可直接應用於常用的Am-241、Cf-252、Cm-244、Co-60、Cs-137、Ir-192、Po-210、Pu-238、Pu-239、Ra-226及Sr-90等11個核種所引發之RDD事故。FRMAC的DRLs適用於任何輻射意外事故，包括RDD，特別是含多個核種或未知核種的事故。操作型指引與FRMAC 的DRLs之間的差異，是由計算的技巧造成操作型指引具有事件特定性質而非一般性。

操作型指引分類及其應用摘要以下將操作型指引分類做摘要性的介紹，內容包括對應的PAGs，建議值、假設條件等相關資訊。

A類：RDD事故地點緊急進入管制

A類操作型指引是用於RDD事故早期，針對第一時間處理與緊急工作人員防護決策的指引；係提供進入事故地區量測污染數據之工作者的停留時間限制值。A類操作指引以停留時間表示，以緊急工作人員0.05西弗的劑量限值為基礎；計算第一時間建立輻射管制區域的工作人員最大可停留時間。表4列出11個核種的比活度濃度/劑量率，造成0.05西弗劑量，在事故地區最長可停留的時間；至於其他不同活度濃度/劑量率或劑量限值，對應之事故區可停留時間，可依據表4之值以比例方法求出，或用RESRAD-RDD程式計算停留時間。

A類停留時間表是以空氣濃度(air concentration)或地表濃度(ground surface concentration)計算而得，可採用(1)總阿伐、(2)總貝他-加馬、(3)加馬曝露率與(4)特定核種的活度等方式 計算停留時間。

由於事故發生後，短時間內對污染的種類與強度僅有極少的資訊，發展A類指引的停留時間考量的目的有(1)RDD事故發生後，可立刻評估停留時間，(2)估算停留時間與事故地點和輻射外釋類型無關聯，(3)物質沉積在地表會造成體外曝露。第一時間處理人員，如未配備呼吸防護面具，將因吸入污染之塵土而導致輻射劑量；A類指引之發展考量了二種不同防護程度的呼吸防護面具。表4亦說明了適當及足夠的量測數據的重要性。雖然事故早期可能無法確認核種，但如能確認輻射的類型(即輻射是貝他/加馬或是阿伐類)是非常有幫助的。

B類：RDD事故地點緊急進入管制

B類操作型指引是為了協助決策者，於RDD事故早期(即事故發生4天內)能適時提出防護行動(如疏散公眾 [evacuation]或就地掩蔽[sheltering])的決策。此類指引採用FRMAC及OGT二種方法推導而得[註2]。此處所提FRMAC方法係仿效FRMAC’s公布的方法，在B類指引中主要是用於緊急狀況之疏散公眾或就地掩蔽的決策。B類指引應用OGT方法，主要是與其他類指引比較，並驗證方法的一致性。B類操作型指引對應於PAG之劑量，一般公眾為0.01西弗或早期應變工作人員0.05西弗。表5的第二欄列出B類指引最嚴重的限值。當地表初始濃度超過了指引值，即應考量污染地區公眾的疏散或就地掩蔽。

FRMAC方法與OGT方法相似，假設室外無限大面積的地表污染，地表沉積的核種因再懸浮造成空氣污染。造成曝露劑量的途徑有(1)地表污染之體外曝露，(2)吸入污染空氣，(3)置身於再懸浮污染之體外曝露，(4)嚥入地表沉積之塵土。注意FRMAC的方法中無最後二個途徑(再懸浮污染之體外曝露與嚥入塵土)。採用屏蔽因子及室內塵土過濾因子調整室外之體外曝露及空氣濃度即可進行室內曝露評估。

OGT方法考量多個污染表面，包括10,000 m²的室外地面，以及建築物的外表(四面牆與屋頂)。假設RDD事故發生在城市中，地表沉積的核種會因小流量的交通造成再懸浮而增加空氣污染。注意其他交通流量(降低的或大流量)，可應用RESRAD-RDD程式推導特定場址的操作型指引。

C類：強制移居

C類指引分為二部份，第一部份是自RDD事故地區強制公眾移居 (relocation)，第二部份為繼續使用疏散地區的關鍵性公共設施(critical infrastructure)。這些指引是提供RDD事故發生後中期的決策參考依據。C類指引與PAGs的對應關係，分別是對職業工作人員之劑量為每年0.05西弗；一般公眾 第一年劑量為0.02西弗，其後每一年0.005西弗。

C類第一部份：由住宅、商業/工業與其他地區強制移居

C類第一部份指引係用於居住區或佔用地區遭受輻射彈事故，輻射劑量可能超過PAGs的強制移居限值。受影響地區分為三類住宅區(C1類)、商業/工業區(C2類)與其他地區(C3類)；其他地區包括紀念館、公園、墓園以及C1及C2類未包括之特殊地區。

表5第3欄列出C類第一部份最嚴謹的操作型指引。最嚴謹的操作型指引係對應住宅區。至於工業/商業區以及其他地區之操作型指引列於美國輻射彈事故緊急應變之操作型指引初期報告(以下簡稱操作型指引報告)的第5章中表5.10中。如果受影響區域之地表濃度的初始值超過操作型指引，則應該限制進出該地區。

推導此類操作型指引係假設核種散佈在室外地表以及建築物的內外，包括屋頂、室外牆面、室內牆面與地板。由於風化與核種衰變，核種濃度會隨時間而降低。人類活動與交通導致某些地表的核種再懸浮而形成空浮污染，因此人員遭受之輻射曝露有體外輻射(地表輻射與空浮)、吸入與嚥入等途徑。

C類第二部份：強制移居地區之關鍵公共設施的使用

C類第二部份指引之目的是在RDD事故發生後，為了公眾救濟，於強制移居地區進行量測篩選的指引，以判定關鍵設施能持續運轉。此處所指關鍵設施包括醫院與其他健康照護設施(C4類)，運輸設施(C5類)，供水系統與污水處理設施(C6類)，以及電力和燃料設施(C7類)。關鍵設施持續運轉的評估選項應考量最適化原則，如此方能將工作人員及公眾劑量納入公眾的需求考量範圍內。推導此類操作型指引，係假設較短的時間(少於1年)，採用PAG之指引值，對工作人員第1年之劑量限值為0.05西弗，一般公眾 第1年之劑量限值為0.02西弗。不過，如同其他防護行動建議，這些標準可依據公眾利益的需要而調整。相關資訊在操作型指引報告第6章有詳細的介紹，該報告第12章敘述的RESRAD-RDD程式可用來計算以其他劑量限值為標準之操作型指引。

表5的第4欄列出不同關鍵設施最嚴謹的操作型指引。這些指引值應作為受事故影響地區內關鍵設施所在地之地表污染初始量測值的比較基準。

C類第二部份考量的輻射來源與曝露途徑與C類第一部份相同。

表5. B、C及E類的操作型指引(pCi/cm²)^a

註a：為維持計算的準確度，表中最多顯示至三位有效數，應用時僅採用一位有效數。

b：除了Co-60、Cs-137及Ir-192外，B類指引大多數採用OGT方法。這三個核種採用FRMAC的無限大面積污染的假設，推導出較嚴謹的操作型指引。

c：住宅區的強制移居指引值最嚴謹，第一年的劑量為0.02西弗，其後每年為0.005西弗。

d：除了Co-60、Cs-137、Ir-192、Po-210、Ra-226及Sr-90外，醫院與其他健康照護設施的使用情節的操作型指引值最嚴謹；其他設施使用情節，則係前述6個核種的操作型指引值最嚴謹。關鍵設施使用的劑量標準為工作人員0.05西弗與公眾0.02西弗。

e：無限制通行於橋樑、街道及幹線道路的劑量標準為PAG的強制移居標準(即第一年0.02西弗及其後每一年0.005西弗)；至於限制通行之劑量標準為每年0.05西弗。然而，限制使用橋樑、街道與幹線道路為較保守的指引，因此，可應用於無限制之操作型指引。

f：無限制通行指引是PAG的強制移居標準，其劑量標準為第一年0.02西弗及其後每一年0.005西弗；而限制通行指引之劑量標準為每年0.05西弗。

D類：因應必要活動臨時進出疏散地區

D類操作型指引主要係針對有必要臨時進出疏散地區，提供防護行動或限制的準則。D類指引以停留時間表示，停留時間係指公眾或員工進出污染地區的總時間，且能合理防護個人劑量低於法規限值。停留總時間可能分成數次進出污染地區。表6及7列出室外及室內曝露，各核種造成0.005西弗劑量的停留時間。表中對應之街道初始的活度範圍為1Î10⁶至1Î10¹¹ pCi/cm²。

停留時間係由不同的關鍵人員臨時進出污染地區估算輻射劑量推導而得。考量的曝露途徑包括污染街道及建築物(屋頂、牆及地板)造成的體外曝露，污染空氣造成的體外曝露，吸入污染的空氣粒子與氡，以及意外嚥入污染的塵土。

E類：交通及道路的使用

E類操作型指引係提供強制移居地區污染之橋樑、街道與幹線道路，或人行道等設施，是否有/無條件的持續開放使用之決策指引。此類指引係考量輻射彈事故發生的後中期(intermediate response phase)之交通設施正常使用或區間性使用情節。

導出之操作型指引(以地表濃度表示)如表5中第5、6、7欄所示。污染橋樑之操作型指引的推導與街道及幹線道路指引的推導方式類似。人員行走在污染之人行道的操作

型指引推導比車輛通行於污染橋樑及街道/幹線道路的指引更為嚴謹。表5所列之指引推導準則採用PAG之職業曝露每年0.05西弗；而一般公眾第一年劑量為0.02西弗，其後每年0.005西弗。至於與PAGs不同的劑量準則，可應用操作型指引報告第8章敘述的程序或第12章RESRAD-RDD程式計算操作型指引。

橋樑及街道/幹線道路使用情節，假設受曝露人員在車中通過污染之橋樑、街道/幹線道路，不會與污染的地表實際接觸，可能之污染途徑為體外曝露(由污染之橋樑、街道/幹線道路所造成之曝露)，吸入以及沉浸於空浮中。污染的橋樑及街道/幹線道路假設位於都會區。

針對污染之人行道可能的曝露亦是考量有/無條件的使用。與污染的橋樑及街道/幹線道路相同，污染之人行道位於都會區。除了體外曝露，吸入及沉浸於空浮中，亦有可能嚥入污染的塵土。

F類：輻射管制地區的財產外釋

F類操作型指引係提供輻射彈事故中期至長期復原的防護行動指引。在應變與復原作業中，財產與廢棄物(例如車輛、設備、瓦礫與非輻射廢棄物、有害廢棄物、建築物及土地等)必須由輻射管制區清理外釋，F類操作型指引即是支援此類作業。由於清理或外釋財產作業具有困難性，在可行的情況下，這些作業準則應與有可能定義的後期目標準則近似；基於這個理由，這些準則不適用於財產在管制區內繼續使用；這些操作型指引也應適用於位於管制區外的財產篩檢作業。一般來說，此類操作型指引針對外釋財產的長期無限制使用(或廢棄物的指定處置)，提供合理的保證且不需要做進一步的評估。此處所指的財產包括個人財產、瓦礫與廢棄物、有害廢棄物及不動產(例如建築物與土地)。不動產外釋的操作型指引在操作型指引報告第9章有詳細的說明，污染車輛的解除管制可參見操作型指引報告第11章介紹。

針對財產外釋特別注意的是不動產外釋(F-4或F4類)，F-4類之操作型指引係針對RDD事故發生後位於輻射管制地區的不動產外釋提供相關指引；不動產外釋屬事故晚期的情節，在事故早期與中期之清理/補救措施完成之後。F類操作型指引係採用最適化程序，應用場址或事件特定資訊推導而得。舉例來說，表8中的操作型指引之劑量標準，針對最適化為0.001西弗，而以解說目的(illustration purpose)而言採用4Î10^-5西弗。表8中之操作型指引值為土壤及建築物的初始濃度；土壤之殘餘濃度係針對農地耕種情節，而建築物殘餘濃度係供建築物情節使用。濃度隨著不同情節而變，其他情節(城市居住、工作人員、商業大樓等情節)可參見操作型指引報告第9章。

土壤之操作型指引推導僅考量土壤污染，應用RESRAD⁽⁵⁾程式計算而得；建築物之操作型指引推導僅考量建築物污染，包括室內地板、室內和室外的四面牆與屋頂，可應用RESRAD-BUILD⁽⁶⁾程式計算而得。

由於考量RDD事故地點及受影響人數的不確定度，故推導操作型指引應採用機率分析；採用劑量與射源比(dose-to-source ratios)分布圖的第50% 與譜峰(peak)的平均值加二倍標準差(mean+2s)之值。針對特定場址及特定事件(site and event-specific)分析，推導清理(cleanup)的操作型指引需要最適化程序，RESRAD程式可用於確定性模式(deterministic mode)評估合理的保守使用情節或是機率模式(probabilistic mode)，說明可能的曝露風險和不確定度。

表8. F-4類土壤(pCi/g)與建築物(pCi/cm²)操作型指引
(採用劑量與射源比分布圖譜峰平均值加二倍標準差值)

G類：食物的消耗

G類所關切的是RDD事故後，由食物消耗所引起的輻射曝露。G類操作型指引分為4個子類，表9列出4個子類的指引值。G-1與G-2操作型指引係提供在RDD事故期間受影響地區的糧食產品禁運之決策指引；G-3與G-4操作型指引係提供在RDD事故後受影響地區是否能從事農業活動的決策指引。

G-1操作型指引推導方法採用符合FDA制訂之核子事故後食物之導出干預水平(DILs)的推導方法，攝入受污染之食物而造成輻射曝露，採用之劑量基準為單一器官/組織的約定等價劑量(committed equivalent dose to an individual organ or tissue)達0.05西弗/年或是約定有效劑量(committed effective dose, CED)達0.005西弗/年，二者取嚴格者。為了與FDA已發布的DILs區別，使用FDA方法導出之食物濃度稱為計畫值(planning values, PVs)；PVs值用於G-1之操作型指引。

表9. G類操作型指引

註a：G-2土壤操作型指引係由G-1之PVs值推導而得。

b：G-3土壤操作型指引係由G-1之PVs值推導而得。

c：G-4土壤操作型指引係以0.005Sv/y之約定有效劑量推導而得。

G-2操作型指引的推導中，G-1的PVs值是用來與RDD事故後農畜產品計算所得的濃度進行比較。操作型指引的推導考量RDD事故期間，受到沉積在葉片上的核種或是藉由事故煙羽所造成土壤表面污染，影響農作物或飼料(牲畜所消耗的農作物)的生長並受到輻射污染。操作型指引以土壤表面濃度表示，該濃度會導致植物/牛奶的濃度與G-1的PVs值相當。G-2的指引適用於RDD事故後的早期反應。

G-2操作型指引的推導過程中，導入G-1的PVs值，與RDD事故後農畜產品計算所得之濃度進行比較。操作型指引的推導，考量了RDD事故期間所生長的、受到沉積在葉片上的核種或是經由事故煙羽所造成土壤表面污染影響的農作物或飼料(牲畜所消耗的農作物)。操作型指引以土壤表面濃度表示，該濃度會導致植物/牛奶的濃度與G-1的PVs值相當。G-2的指引適用於RDD事故後的早期反應。

G-3土壤之操作型指引係考量RDD事故後，農作物及飼料將於事故後的中期使用。植物及牲畜產品的濃度與土壤濃度相關，並與PVs值比較。

G-4類，植物及牲畜產品的濃度也與土壤濃度連結。但是與G-3不同，植物及牲畜產品的濃度係與PVs值比較，植物及牲畜產品的濃度藉由消耗量轉換為輻射劑量。劑量基準採用PAG之約定有效劑量0.005Sv/y。G-4操作型指引適用於RDD事故後中期至晚期的相關決策。

其他操作型指引與RESRAD-RDD工具軟體

發展A-G類RDD事故操作型指引的同時，也分析某些額外的曝露情節，並發展對應的操作型指引。這些情節包括沖刷污染的街道，清洗污染的車輛以及放行污染的車輛，這些情節在操作型指引報告第11章討論，但未納入RESRAD-RDD軟體中。

G類操作型指引所用的方法與參數最初係用Excel 試用表(Microsoft Excel spreadsheets)撰寫，其目的是讓OGT工作小組成員能用該試算表計算停留時間及操作型指引。其後才應用容易操作的圖形工具發展RESRAD-RDD程式，供第一時間之緊急應變人員與劑量/風險評估人員使用。預期RESRAD-RDD程式可以結合或整合在其他工具中(例如FRMAC’s Turbo FRMAC)，供緊急應變時使用；以及其他輻射劑量與風險評估之評估工具(例如RESRAD-OFFSITE⁽⁷⁾)，共同評估與RDD事故地點距離較遠的受曝露人員的輻射劑量；與動植物劑量評估程式(例如RESRAD-BIOTA⁽⁸⁾)共同評估RDD事故後中期與長期復甦階段，RDD關聯核種對水生與陸地生物造成之潛在的生態影響。

參考文獻

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註1：radiological dispersal device(RDD)譯為輻射彈，亦可譯為放射性散佈裝置，本文採用輻射彈。

註2：此處FRMAC方法是仿效FRMAC的計算程序，並非完全相同；OGT方法包括了其他的劑量途徑(土壤/灰塵意外嚥入與懸浮性污染造成的體外曝露)，這些途徑在FRMAC的方法並未列入。FRMAC方法主要應用是在事故早期及中期開端的單一或混合核種的評估，而OGT方法可用於事故的任何時期(早期、中期及後期)，可評估OGT報告中所列的11個核種的任一核種。目前FRMAC方法正在更新以符合新版的環保署 PAG指引；期望這兩種方法能提供相似的操作型指引。